3.1
设随机变量 X 和 Y 的联合概率分布为
Y \ X | -1 | 0 | 1 |
---|
0 | 0.07 | 0.18 | 0.15 |
1 | 0.08 | 0.32 | 0.20 |
则 X 和 Y 的相关系数 ρ=. | | | |
X2 和 Y2 的协方差 Cov(X2,Y2)=. | | | |
解
1
X 的分布律
Y 的分布律
E(X)=0.6,
E(Y)=0.35−0.15=0.2,
E(XY)=i∑j∑xiyjpij=−0.08+0.20=0.12,
所以
Cov(X,Y)=E(XY)−E(X)E(Y)=0.
2
E(Y2)=0.5,
E(X2Y2)=i∑j∑xi2yj2pij=0.28.
所以
Cov(X2,Y2)=E(X2Y2)−E(X2)E(Y2)=−0.02.
3.2
已知 X∼[−121121], Y∼[041143], P{X=Y}=41, 则 r(X,Y)= ___.
解
由 P{X=Y}=P{X=1,Y=1}=41,可求得 (X,Y) 联合分布律
故 E(XY)=−41, 又
EX=0,DX=1,EY=43,DY=163,
则
ρXY=DX⋅ DYCov(X,Y)=DX⋅ DYE(XY) −EX⋅ EY= −33
3.3
设随机变量 (X,Y) 具有概率密度函数
f(x,y)={81(x+y),0,0≤x≤2,0≤y≤2 其他
求 E(X),E(Y),Cov(X,Y),ρXY,D(X+Y).
解
由于
E(X) =∫−∞+∞∫−∞+∞xf(x,y)dxdy=∫02dx∫0281x(x+y)dy=67
E(Y) =∫−∞+∞∫−∞+∞yf(x,y)dxdy=∫02dx∫0281y(x+y)dy=67
E(X2) =∫−∞+∞∫−∞+∞x2f(x,y)dxdy=∫02dx∫0281x2(x+y)dy=610
同理 E(Y2)=610 故
D(X) =E(X2) −(EX)2=610−3649=3611.
同理 DY=3611.
E(XY) =∫−∞+∞∫−∞+∞xyf(x,y)dxdy=∫02dx∫0281xy(x+y)dy=68
故
Cov(X,Y) =E(XY) −EX⋅ EY=68−3649= −361
ρXY=DX⋅ DYCov(X,Y)= −3611⋅ 3611361= −111
D(X+Y) =DX+DY+2Cov(X,Y) =3611+3611−362=95.
3.4
某箱装有 100 件产品,其中一、二和三等品分别为 80、10 和 10 件,现在从中随机抽取一件, 记
Xi={1,0, 若抽到 i 等品 其他 (i=1,2,3)
试求 (1) 随机变量 X1 和 X2 的联合分布;
(2)随机变量 X1 与 X2 的相关系数 ρ.
解
(1) 设事件 Ai= “抽到 i 等品” (i=1,2,3). 由题意知 A1,A2,A3 两两互不相容.
P(A1)=0.8,P(A2)=P(A3)=0.1.
易见,
P{X1=0,X2=0}=P(A3)=0.1,
P{X1=0,X2=1}=P(A2)=0.1;
P{X1=1,X2=0}=P(A1)=0.8,
P{X1=1,X2=1}=P(∅)=0.
故 X1 和 X2 的联合分布为
X1 X2 | 0 | 1 |
---|
0 | 0.1 | 0.8 |
1 | 0.1 | 0 |
(2) EX1=0.8,EX2=0.1, | | |
DX1=0.8×0.2=0.16,DX2=0.1×0.9=0.09,
E(X1X2)=0×0×0.1+0×1×0.1+1×0×0.8+1×1×0=0,
Cov(X1,X2)=E(X1X2)−EX1⋅EX2=0−0.8×0.1=−0.08,
ρ=DX1⋅DX2Cov(X1,X2)=0.16×0.09−0.08=−32.